DE202005004452U1

DE202005004452U1 - Winterscheibenreinigerkonzentrat

Info

Publication number: DE202005004452U1
Application number: DE200520004452
Authority: DE
Original assignee: WIGO WERK KREUZNACH CHEM FAB G; WIGO-WERK KREUZNACH CHEMISCHE FABRIK GmbH
Current assignee: WIGO WERK KREUZNACH CHEM FAB G; WIGO-WERK KREUZNACH CHEMISCHE FABRIK GmbH
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-03-19

Abstract

Winterscheibenreinigerkonzentrat umfassend,
40–60 Gew.-% Bioalkohol,
5–12 Gew.-% Propantriol,
1–5 Gew.-% Propylenglykol-1,2,
1–3 Gew.-% Tenside, und
0–0,1 Gew.-% eines Komplexbildners.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen, die nach Verdünnung mit Wasser zur Reinigung von Fahrzeugscheiben und Scheinwerfern bei niedrigen Umgebungstemperaturen geeignet sind. Die Konzentrate enthalten insbesondere Bioalkohol, Propantriol, ein Glykol, Tenside, und einen Komplexbildner und sind auch in verschiedenen Verdünnungen in der Lage, Fahrzeugscheiben gründlich und nachhaltig zu reinigen, weisen weiterhin eine ausreichende Gefrierpunktabsenkung auf und sind aufgrund einer niedrigen Viskosität vielseitig einsetzbar. Weitere vorteilhafte Eigenschaften liegen in der Herstellung aus verfügbaren, umweltverträglichen und kostengünstigen Rohstoffen, sowie die physiologische Unbedenklichkeit der einzelnen Bestandteile.
Bekannte Scheibenreiniger bzw. deren Konzentrate enthalten im allgemeinen Tenside, vergällte Alkohole und verschiedene andere Zusatzstoffe wie Ethylenglykol, Duftstoffe und Farbstoffe. Aufgrund eines vergleichsweise hohen Gehalts an Alkohol und anderen brennbaren Chemikalien weisen Scheibenreiniger oftmals einen niedrigen Flammpunkt auf und müssen entsprechend gekennzeichnet werden.
Reinigungsmittel auf Organosilanbasis werden beispielsweise in der US-4,005,028 beschrieben. Die Reinigungsmittel enthalten zur Verwendung bei Fahrzeugen außer Organosilanen zwischen 20 und 35% eines wasserlöslichen nichtionischen, zwitterionischen oder ampholytischen organischen Detergens, Wasser und Magnesiumsulfat.
Die RU-2233317 betrifft ein Reinigungsmittel für Autoscheiben. Die Zusammensetzung enthält 35–60 Gew.-% Ethylalkohol, 0,1–2,0 Gew.-% einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, 0–0,5 Gew.-% eines Duftstoffs, 0,1–2,0 Gew.-% Natriumacetat, 0,1–0,5 Gew.-% Phtalsäurediethylester, 0–0,01 Gew.-% eines Farbstoffs, 0,1–1,0 Gew.-% eines Agens wie beispielsweise Monoethanolamin, und Wasser. Die Zusammensetzung weist gute Reinig ungseigenschaften bis zu Temperaturen von –55°C auf.
Ein blasenfreies Reinigungsmittel für Frontscheiben von Fahrzeugen wird in der KR-9004519 beschrieben, das 25–35 Gew.-% Methanol, 0.005–0,02 Gew.-% Natriumlaurylsulfat, Wasser und eine geringe Menge eines blauen Farbstoffs enthält.
Die EP 0 378 709 beschreibt eine Zusammensetzung, die beispielsweise für die Reinigung von Fahrzeugscheiben geeignet ist. Das Reinigungsmittel enthält Paraffine und/oder naphtenische Kohlenwasserstoffe, ein anionisches Tensid, einen Emulgator, ein Konservierungsmittel, Stabilisatoren, in Spiritus und Isopropanol gelöstes Silikonöl und Wasser.
Für gewöhnlich werden darüber hinaus verschiedene Mengen an Ethylenglykohl verwendet, um eine Frostschutzwirkung bereitzustellen. Ethylenglykol ist eine gesundheitsschädliche Flüssigkeit, die bereits in geringen Mengen zu Organschäden und lebensbedrohlichen Vergiftungen führen kann. Aufgrund des süßlichen Geschmacks wird Ethylenglykol bei versehentlicher Aufnahme, insbesondere von Kindern, nicht als Gefahr erkannt. Weiterhin besteht für Ethylenglykol als Rohstoff für die Herstellung verschiedener Produkte eine hohen Marktnachfrage.
Wie Erfahrungen gezeigt haben, enthalten Winterscheibenreiniger bzw. deren Konzentrate neben Ethanol, auch andere Bestandteile, die aufgrund einer geringen Disponibilität kostspielig sind und weiterhin eine geringe Umweltverträglichkeit sowie gesundheitsschädliche Eigenschaften aufweisen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer als Winterscheibenreiniger verwendbaren Zusammensetzung, die aus kostengünstigen und umweltfreundlichen Rohstoffen hergestellt und gesundheitlich weitgehend unbedenklich ist. Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Zusammensetzung, die dennoch bei verschiedenen Verdünnungsgraden in der Lage ist Fahrzeugscheiben gründlich und nachhaltig zu reinigen, außerdem eine ausreichende Gefrierpunktabsenkung aufweist und somit vielseitig einsetzbar ist.
Die vorstehenden Aufgaben werden durch die Bereitstellung einer auf Wasser basierenden Zusammensetzung gelöst, die Bioalkohol, Propantriol, Propylenglykol-1,2, Tenside und Komplexbildner enthält. Aufgrund der vorstehend aufgeführten speziellen Kombination von Stoffen wird eine verstärkte Oberflächenaktivität erzielt, die eine Entfernung sowohl hartnäckig anhaftender, fettiger Rückstände von Dieselabgasen als auch Pigmentverschmutzungen schnell und schlierenfrei ermöglicht. Dies führt zu aktiver Sicherheit unter allen Betriebsbedingungen. Durch die hohe Materialverträglichkeit der verwendeten Stoffe greift der Winterscheibenreiniger in allen Anwendungskonzentrationen Werkstoffe, wie Einbrennlackierungen, Gummi, Metalle, Glas und Kunststoffe nicht an. So wird insbesondere auch Polycarbonat nicht angegriffen, so dass der Winterscheibenreiniger für Fahrzeuge mit Scheinwerferstreuscheiben aus Polycarbonat gut geeignet ist. Ein kurzfristiger Hautkontakt ist außerdem unbedenklich. Das Winterscheibenreinigerkonzentrat weist ebenfalls einen hohen, nicht kennzeichnungspflichtigen Flammpunkt auf.
In einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung etwa 40–60 Gew.-% Bioalkohol, etwa 5–12 Gew.-% Propantriol, etwa 1–5 Gew.-% Propylenglykol-1,2, etwa 1–3 Gew.-% Tenside, und etwa 0–1 Gew.-% eines Komplexbildners. Als Füllmittel dient Wasser.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält gemäß einer bevorzugten Ausführungsform etwa 50–58 Gew.-% Bioalkohol, etwa 8–12 Gew.-% Propantriol, etwa 1–5 Gew.-% Propylenglykol-1,2, etwa 1–3 Gew.-% Tenside, und etwa 0–1 Gew.-% eines Komplexbildners. Als Füllmittel dient Wasser.
In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Zusammensetzung etwa 52–54 Gew.-% Bioalkohol, etwa 10 Gew.-% Propantriol, etwa 1–5 Gew.-% Propylenglykol-1,2, etwa 1–3 Gew.-% Tenside, und etwa 0–1 Gew. % eines Komplexbildners. Als Füllmittel dient Wasser.
Bioalkohole werden im Allgemeinen durch Vergärung von Naturstoffen biotechnologisch hergestellt. Derzeit werden neue Rohstoffe auf ihre Nutzbarkeit für eine langfristig deutlich höhere Bioalkohol-Produktion untersucht. Zum gegenwärtigen Stand der Forschung sind beispielsweise Topinambur und Lignozellulosestoffe (Holz, Pflanzenschnitt, Gras) besonders, sowohl in ökonomischer als auch in ökologischer Hinsicht, viel versprechend. In der vorliegenden Zusammensetzung dient der Bioalkohol im Wesentlichen zum Erzielen eines ausreichend tiefen Gefrierpunkts der Zusammensetzung.
1,2,3-Propantriol bzw. Glycerin ist in veresterter Form in natürlichen Fetten und Ölen, beispielsweise in Rapsöl, enthalten und fällt beispielsweise als Nebenprodukt bei der Herstellung von Biodiesel an. Es ist anzunehmen, dass Propantriol künftig in erheblichen Mengen zu günstigen Preisen zu Verfügung steht. Darüber hinaus ist Propantriol physiologisch unbedenklich, umweltverträglich und biologisch gut abbaubar. Das Propantriol verleiht der Zusammensetzung auch bei Verdünnung zur späteren Verwendung einen ausreichend tiefen Gefrierpunkt, um so die Frostschutzwirkung bereitzustellen. Weiterhin hat sich gezeigt, dass Propantriol als ausgezeichneter Ersatzstoff für Ethylenglycol in Winterscheibenreinigern und deren Konzentraten verwendet werden kann. Zudem zeigt Glycerin eine gute Lösewirkung auf Insektenrückstände, was eine Verwendung in den Jahresübergängen ermöglicht.
Die verwendeten Tenside sind in der Lage, die Oberflächenspannung des Wassers herabzusetzen, um ölige und wässrige Flüssigkeiten durch die gleichzeitig hydrophilen und lipophilen Eigenschaften der Tenside zu emulgieren.
Durch den Zusatz eines kalkbindenden Soffes bzw. eines Komplexbildners wird weiterhin sichergestellt, dass zum Verdünnen der Zusammensetzung eingesetztes kalkhaltiges Wasser entsprechend von Calcium und Magnesium Ionen befreit wird, damit keine Ausfällungen im Scheibenwaschsystem auftreten. Dadurch wird weiterhin insbesondere die einwandfreie Langzeitfunktion von Fächerdüsen sichergestellt.
Bei den in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendeten Tensiden kann es sich weiterhin um anionische, nichtionische oder amphotere Tenside handeln. Anionische Tenside tragen eine zusätzliche negative Ladung am hydrophilen Abschnitt, die die Waschkraft noch zusätzlich erhöht. Amphotere Tenside weisen sowohl eine zusätzliche positive als auch negative Ladung auf und werden im Allgemeinen as Cotenside verwendet. Die nichtionischen Tenside weisen verschiedene Eigenschaften auf. Einerseits wird durch ihre Verwendung die Waschkraft der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verbessert, andererseits können sie als Emulgatoren und Schaumstabilisatoren fungieren oder zur Verdickung der Zusammensetzung hinzugefügt werden.
Der erfindungsgemäße Winterscheibenreiniger enthält in einer weiteren Ausführungsform anionische Tenside, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkansulfonat (SAS} und Laurylethersulfat.
In einer Ausführungsform wird der Komplexbildner ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylendiamintetressigsäure (EDTA), Gluconsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Nitrilotriessigsäure (NTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Cyclohexandiamin-(1,2)tetraessigsäure (CDTA), Ethylenglykol-bis(aminoethylether)-N,N'-Tetraessigsäure (EGTA), N-(2-Hydroxyethyl)-ethylendiamin-N,N,N'-triessigsäure-Trinatriumsalz und Triethylentetraaminhexaessigsäure (TTHA). Alternativ können auch entsprechende Salze der vorstehend aufgeführten Verbindung eingesetzt werden, die sich im Allgemeinen durch eine höhere Wasserlöslichkeit auszeichnen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält in einer Ausführungsform mindestens einen Farbstoff in einer Menge von ungefähr 0–0.1 Gew.-%. Der Farbstoff wird hierbei dazu eingesetzt, um dem Winterscheibenreiniger eine ansprechende Farbe zu verleihen, als Signal- bzw. Warnfarbe zu dienen und wird bevorzugt in einer Menge von 0,05 bis 0,10 Gew. % und bevorzugter in einer Menge von 0.09 bis 0.10 Gew.-% in dem Winterscheibenreiniger eingesetzt. Weiterhin sind geeignete Farbstoffe dem Fachmann bekannt.
Der mindestens eine Farbstoff wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Azofarbstoffen, Indigofarbstoffen und Anthrachinonfarbstoffen, die dem Fachmann gut bekannt sind.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält in einer weiteren Ausführungsform mindestens einen Duftstoff in einer Menge von ungefähr 0–0.5 Gew.-%. Der Duftstoff verleiht dem Winterscheibenreiniger eine ansprechende Geruchsnote und ist bevorzugt in einer Menge von 0.25 bis 0.45 Gew.-% und bevorzugter in einer Menge von 0.4 bis 0.45 Gew.-% in dem Winterscheibenreiniger enthalten.
Der mindestens eine Duftstoff wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Terpenen und ätherischen Ölen. Sowohl bei Terpenen als auch ätherischen Ölen handelt es sich um bioverfügbare und nachwachsende Rohstoffe, die beispielsweise in Form von Orangenterpenen aus Orangenschalen isoliert werden können.
Das Winterscheibenreinigerkonzentrat wird in einer bevorzugten Ausführungsform mit verschiedenen Mengen an Wasser versetzt, um einen Winterscheibenreiniger bereitzustellen. In Abhängigkeit von der Außentemperatur kann ein Volumenanteil des erfindungsgemäßen Konzentrats beispielsweise mit einem oder zwei Volumenanteilen Wasser verdünnt werden um so einen verwendungsfähigen Winterscheibenreiniger bereitzustellen.
Überraschenderweise wurde insbesondere bei der Verwendung von Ethanol, Propantriol und Propylenglykohol in den jeweils entsprechenden Mengen eine gesteigerte Wirkung beim Langzeitfrostschutz bzw. Wiedervereisungsschutz festgestellt.
Es wird gegenwärtig davon ausgegangen, dass zwischen den vorstehend genannten, in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthaltenen, Stoffen synergistische Wechselwirkungen auftreten, die zur Entstehung eines Schutzfilms auf der entsprechend behandelten Scheibe führen. Dies kann durch die ähnlichen Lösungseigenschaften der drei Bestandteile erklärt werden, die sich gut untereinander und mit Wasser vermischen und auf der Scheibe haften. So weist Ethanol eine Dielektrizitätskonstante von 24,3, Propantriol von 42,5 und Propylenglykol eine Dielektrizitätskonstante von 32,0 auf (vgl. Wasser 78,4; alle Werte bei 25°C).
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann weiterhin zur beständigen Langzeitreinigung und zur Verleihung von Langzeitfrostschutz von Fahrzeugscheiben verwendet werden. In Abhängigkeit von der Verdünnung des Konzentrats kann eine Frostschutzwirkung bis zu – 42°C erzielt werden. Dadurch wird im Waschsystem und bei der Scheibenreinigung auch bei Frosteinwirkung eine Nachvereisung der Pkw-Frontscheibe reduziert bzw. verhindert.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung ohne diese zu begrenzen.
Beispiele
1. Winterscheibenreiniger-Konzentrat
Eine Zusammensetzung (Winterscheibenreiniger-Konzentrat A) wurde hergestellt, die die nachstehend aufgeführten Inhaltsstoffe in den angegebenen Gewichtsanteilen enthält:

58 Gew.-% Ethanol,
12 Gew.-% Propantriol,
2,5 Gew.-% Propylenglykol
3 Gew.-% Tenside,
0.5 Gew.-% Komplexbildner, zB NTA,
0,25 Gew.-% Orangenterpen, und
23,75 Gew.-% Wasser.

Eine weitere Zusammensetzung (Winterscheibenreiniger-Konzentrat B) umfasst:

52 Gew.-% Ethanol,
10 Gew.-% Propantriol,
2,5 Gew.-% Propylenglykol
3 Gew.-% Tenside,
0.5 Gew.-% NTA,
0,25 Gew.-% Orangenterpen, und
31,75 Gew.-% Wasser.

2. Test auf Reinigungswirkung und Frostschutzverhalten
Das Konzentrat wird unter Berücksichtigung der Außentemperatur dem Waschwasser von Scheibenwaschanlagen in den unten angegebenen Mengen zugesetzt, um den gewünschten Frostschutz zu erzielen.
Die üblichen Dosierungen sind der nachstehend aufgeführten Tabelle zu entnehmen:
Jeweils fünf Werkstestfahrer verwendeten das Winterscheibenreiniger-Konzentrat A bzw. B gemäß der vorstehend aufgeführten Tabelle in einem Zeitraum von November bis April. In allen Fällen wurde eine gute und nachhaltige Reinigungswirkung beobacht. Ein Wiedervereisen behandelter Scheiben wurde bei Außentemperaturen von –8 bis –12°C nach etwa 6–8 Stunden festgestellt.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit Zusammensetzungen, die nach Verdünnung mit Wasser zur Reinigung von Fahrzeugscheiben und Scheinwerfern bei niedrigen Temperaturen geeignet sind. Die Zusammensetzungen sind auch bei verschiedenen Verdünnungsgraden in der Lage Fahrzeugscheiben gründlich und nachhaltig zu reinigen, weisen weiterhin eine ausreichende Gefrierpunktabsenkung auf und sind aufgrund einer niedrigen Viskosität vielseitig einsetzbar. Weitere vorteilhafte Eigenschaften liegen in der Herstellung aus verftigbaren, umweltverträglichen und kostengünstigen Rohstoffen, sowie die physiologische Unbedenklichkeit der einzelnen Chemikalien.

Claims

Winterscheibenreinigerkonzentrat umfassend, 40–60 Gew.-% Bioalkohol, 5–12 Gew.-% Propantriol, 1–5 Gew.-% Propylenglykol-1,2, 1–3 Gew.-% Tenside, und 0–0,1 Gew.-% eines Komplexbildners.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 1, worin der Bioalkohol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethanol, 1-Propanol und 2-Propanol.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 1, worin das Glykol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1,2-Propylenglykol und Ethylenglykol.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 1, worin die Tenside anionische, nichtionische oder amphotere Tenside sind.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 4, worin die anionischen Tenside ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkansulfonat und Laurylethersulfate.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 1, worin der Komplexbildner ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus EDTA, Gluconsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Nitrilotriessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Cyclohexandiamin-(1,2)-tetraessigsäure, Ethylenglykol-bis(aminoethylether)-N,N'-Tetraessigsäure, N-(2-Hydroxyethyl)-ethylendiamin-N,N,N'-triessigsäure-Trinatriumsalz und Triethylentetraminhexaessigsäure.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 1, worin weiter mindestens ein Farbstoff in einer Menge von ungefähr 0–0,1 Gew.-% enthalten ist.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 7, worin der mindestens eine Farbstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Azofarbstoffen, Indigofarbstoffen und Anthrachinonfarbstoffen.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 1, worin weiter mindestens ein Duftstoff in einer Menge von ungefähr 0–0,5 Gew.-% enthalten ist.
Winterscheibenreinigerkonzentrat nach Anspruch 9, worin der mindestens eine Duftstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Terpenen und ätherischen Ölen.
Winterscheibenreiniger, hergestellt aus einem Winterscheibenreinigerkonzentrat nach einem der vorstehenden Ansprüche durch Versetzen mit verschiedenen Mengen an Wasser.